【摘 要】
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在极端情况下强相互作用物质的性质研究是高能核物理领域的主要课题。在相对重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)上完成的实验项目的目标之一就是产生和观测夸克胶子等离子体。夸克胶子等离子体是由夸克和胶子组成的短暂存在的热力学体系。虽然已经有信号暗示在重离子碰撞中形成了物质的解禁闭态,但是要研究夸克胶子等离子体的性质还是非常困难。因为在实验上并不能直接探测到夸克胶子等离子体,只能通过分析末态强
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在极端情况下强相互作用物质的性质研究是高能核物理领域的主要课题。在相对重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)上完成的实验项目的目标之一就是产生和观测夸克胶子等离子体。夸克胶子等离子体是由夸克和胶子组成的短暂存在的热力学体系。虽然已经有信号暗示在重离子碰撞中形成了物质的解禁闭态,但是要研究夸克胶子等离子体的性质还是非常困难。因为在实验上并不能直接探测到夸克胶子等离子体,只能通过分析末态强子的测量数据来获取它的信息。因此,为了研究夸克胶子等离子体的特性,需要通过数值模型来模拟相对论重离子碰撞的整个演化过程。本论文主要关注相变的过程。相变过程的研究有助于获得完整的重离子碰撞过程的物理图像和理解在重离子碰撞实验中观察到的实验现象。首先,我们用BAMPS输运模型来模拟相变前物质的演化过程。BAMPS输运模型是一个通过数值方法来求解带碰撞项的玻尔兹曼方程的数值模型,能够很好地描述相对论重离子碰撞中的预平衡,热化和QGP演化3个阶段。然后,我们假设从胶子到π介子是一级相变的过程,并详细地介绍了如何建立数值模型来模拟相变的过程。利用相变过程中的平衡条件以及流体力学方程,我们推导了胶子和π介子体积随时间的变化。根据体积的变化,我们进一步得到了一级相变过程中胶子相变成为π介子的各微观反应的反应几率。为了满足熵增原理,数值模型中包含了 2—→3(g+g→π+π+π)的反应过程。为了验证模型的准确性,我们对比了模拟得到的数值结果与理论推导得到的解析结果。最后,利用物质的状态方程和粘滞流体力学理论,我们研究了粘滞效应对于一级相变的影响,并推导了粘滞系数与物质重子化学势的关系。理解粘滞对于一级相变过程的影响有助于更深入地了解强子化的物理机制。
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